양자 정밀 측정을 위한 MnZn 페라이트의 저자기 노이즈 차폐

MnZn 페라이트는 낮은 전력 손실, 높은 전기 저항, 높은 투자율 특성으로 인해 저노이즈 자기 차폐 분야에서 유망한 재료입니다. 하지만 본질적으로 자기 노이즈를 발생시켜 SERF(Spin-Exchange Relaxation-Free) 자력계의 민감도를 제한하는 문제가 있습니다. 본 연구에서는 Co2O3와 Bi2O3를 동시 도핑하는 시너지 전략을 통해 MnZn 페라이트의 고유 자기 노이즈를 효과적으로 억제했습니다. Co2O3와 Bi2O3의 농도를 체계적으로 조절하며 미도핑, 단일 도핑, 동시 도핑된 MnZn 페라이트의 전력 손실, 복합 투자율, 미세구조 변화를 종합적으로 분석했습니다. 특히, 1600 ppm의 Co2O3와 400 ppm의 Bi2O3를 동시 도핑했을 때 저주파 자기 노이즈가 50% 이상 감소했습니다. 이는 미세한 결정립계 구조와 억제된 히스테리시스 손실에 기인합니다. 최적화된 MnZn 페라이트를 SERF 자력계의 자기 차폐에 적용하여 0.25 fT/Hz1/2의 단일 채널 민감도를 달성했습니다. 이 연구는 페라이트 기반 차폐 시스템에서 자기 노이즈를 최소화하는 효과적인 재료 공학적 경로를 제시하며, 차세대 초저노이즈 양자 정밀 측정 플랫폼 개발을 위한 견고한 기반을 제공합니다.